(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明プラスチックフィルム基材上に、ハードコート層および高屈折率層をこの順に有し、該高屈折率層上に直接低屈折率層を積層した光学機能層を備える反射防止フィルムであって、
前記高屈折率層が、酸化チタン、ＩＴＯ、酸化ニオブ、酸化ジルコニウムから選ばれる少なくとも１種類の材料についてＰＶＤ法またはＣＶＤ法をおこなうことにより形成され、屈折率が１．７以上を有しており、
前記低屈折率層が、有機珪素化合物もしくは該有機珪素化合物の重合体のいずれかからなる組成物に、防汚性を有するフッ素含有有機珪素化合物もしくは該フッ素含有有機珪素化合物の重合体のいずれかからなる組成物を添加したコーティング溶液を塗布し乾燥し、前記有機珪素化合物もしくは該有機珪素化合物の重合体と、前記防汚性を有するフッ素含有有機珪素化合物もしくは該防汚性を有するフッ素含有有機珪素化合物の重合体の共重合体により形成され、屈折率が１．７以下を有しており、
前記ハードコート層に酸化珪素もしくはフッ化マグネシウムが混合分散されている
ことを特徴とする反射防止フィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディスプレイの表示画面表面に設けられた偏光フィルム、あるいはディスプレイ上に適用される反射防止フィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多くのディスプレイは、室内外を問わず外光などが入射するような環境下で使用される。この外光などの入射光は、ディスプレイ表面等において正反射され、反射像が表示光と混合し表示品質を低下させ、表示画像を見にくくしている。
特に、最近のオフィスのＯＡ化に伴い、コンピューターを使用する頻度が増し、ディスプレイと相対していることが長時間化した。これにより反射像等による表示品質の低下は、目の疲労など健康障害等を引き起こす要因とも考えられている。
さらに、近年、アウトドアライフの普及に伴い、各種ディスプレイを室外で使用する機会が益々増える傾向にあり、表示品質をより向上して表示画像を明確に認識できるようなディスプレイが要求されている。
これらの要求を満たすために、例えば、透明基材の表面に、金属酸化物などからなる高屈折率層と低屈折率層を積層した反射防止フィルム、あるいは無機や有機フッ素化合物などの低屈折率層を単層で形成した可視光の広範囲にわたり反射防止効果を有する反射防止フィルムをディスプレイ表面に貼り合わせる等して利用することが知られている。
これとは別に、透明プラスチックフィルム基材の表面に透明な微粒子を含むコーティング層を形成し、凹凸状の表面により外光を乱反射させるなどしても、同様の効果を得られることが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記反射防止フィルムは、指紋、皮脂、汗、化粧品などの汚れが付着しやすく、また、付着したそれらの汚れが拭き取りにくく、使用するごとに防汚性能が大きく低下するといった問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、優れた防汚性を有し、かつ光学性能や機械的強度に優れた反射防止フィルムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、透明プラスチックフィルム基材上に、ハードコート層および高屈折率層をこの順に有し、該高屈折率層上に直接低屈折率層を積層した光学機能層を備える反射防止フィルムであって、
前記高屈折率層が、酸化チタン、ＩＴＯ、酸化ニオブ、酸化ジルコニウムから選ばれる少なくとも１種類の材料についてＰＶＤ法またはＣＶＤ法をおこなうことにより形成され、屈折率が１．７以上を有しており、
前記低屈折率層が、有機珪素化合物もしくは該有機珪素化合物の重合体のいずれかからなる組成物に、防汚性を有するフッ素含有有機珪素化合物もしくは該フッ素含有有機珪素化合物の重合体のいずれかからなる組成物を添加したコーティング溶液を塗布し乾燥し、前記有機珪素化合物もしくは該有機珪素化合物の重合体と、前記防汚性を有するフッ素含有有機珪素化合物もしくは該防汚性を有するフッ素含有有機珪素化合物の重合体の共重合体により形成され、屈折率が１．７以下を有しており、
前記ハードコート層に酸化珪素もしくはフッ化マグネシウムが混合分散されている
ことを特徴とする反射防止フィルム。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の反射防止フィルムの一例を示した断面図である。
図１に示すように、本発明の反射防止フィルム１は、透明プラスチックフィルム基材２、ハードコート層３、光学機能層として反射防止層４から構成されている。そして、反射防止層４は、高屈折率層４ａと防汚性を有する樹脂または化合物を添加した低屈折率層４ｂからなるものである。
【００１０】
本発明における透明プラスチックフィルム基材２としては、種々の有機高分子からなる基材をあげることができる。通常、光学部材として使用される基材は、透明性、屈折率、分散などの光学特性、さらには耐衝撃性、耐熱性、耐久性などの諸物性の点から、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリエステル系（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリアミド系（ナイロン−６、ナイロン−６６等）、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール、アクリル、セルロース系（トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロファン等）等、あるいはこれらの有機高分子の共重合体などが挙げられる。
【００１１】
これらの透明プラスチックフィルム基材２を構成する有機高分子に、公知の添加剤、例えば、帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、酸化防止剤、難燃剤等を含有させたものも使用することができる。
また、この透明プラスチックフィルム基材２としては、単層、あるいは複数の有機高分子を積層したものでも良い。また、その厚みは、特に限定されるものではないが、７０〜２００μｍが好ましい。
【００１２】
本発明におけるハードコート層３は、透明プラスチックフィルム基材２の表面の硬度を向上させ、鉛筆等の荷重のかかる引っ掻きによる傷を防止し、また、透明プラスチックフィルム基材２の屈曲による反射防止層のクラック発生を抑制することができ、反射防止フィルムの機械的強度が改善できる。ハードコート層２は１分子中に２個以上の（メタ）アクリロイルオキシ基を含有する多官能性モノマーを主成分とする重合物からなる。
【００１３】
多官能性モノマーとしては、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコール（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、３−メチルペンタンジオールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールビスβ−（メタ）アクリロイルオキシプロピネート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリ（２−ヒドロキシエチル）イソシアネートジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、２，３−ビス（メタ）アクリロイルオキシエチルオキシメチル［２．  ２．１］ヘプタン、ポリ１，２−ブタジエンジ（メタ）アクリレート、１，２−ビス（メタ）アクリロイルオキシメチルヘキサン、ノナエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラデカンエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１０−デカンジオール（メタ）アクリレート、３，８−ビス（メタ）アクリロイルオキシメチルトリシクロ［５．２．１０］デカン、水素添加ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス（４−（メタ）アクリロイルオキシジエトキシフェニル）プロパン、１，４−ビス（（メタ）アクリロイルオキシメチル）シクロヘキサン、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、エボキシ変成ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
【００１４】
多官能モノマーは、一種類のみを使用しても良いし、二種類以上を併用しても良い。また、必要で有れば単官能モノマーと併用して共重合させることもできる。ハードコート層３は透明プラスチックフィルム基材１と屈折率が同等もしくは近似していることがより好ましい。膜厚は３μｍ以上あれば十分な強度となるが、透明性、塗工精度、取り扱いから５〜７μｍの範囲が好ましい。
【００１５】
前記ハードコート層３に平均粒子径０．０１〜３μｍの無機あるいは有機物微粒子を混合分散させるか、または、表面形状を凹凸させることで一般的にアンチグレアと呼ばれる光拡散性処理を施すことができる。これらの微粒子は透明であれば特に限定されるものではないが、低屈折率材料が好ましく、酸化珪素、フッ化マグネシウムが安定性、耐熱性等で好ましい。これらのハードコート層３は、透明プラスチックフィルム基材２に対して平滑に、かつ、均一に塗布されるものであれば、塗布方法はいかなる方法でも構わない。さらに塗布後、エンボス加工したものであっても構わない。
【００１６】
本発明における反射防止層４は、高屈折率層４ａと低屈折率層４ｂを、順次、所定の光学膜厚（ｎｄ）で積層させることにより機能を発現するものである。高屈折率層４ａとは、屈折率が１．７０以上のものであり、低屈折率層４ｂとは、屈折率が１．７０以下のものである。
【００１７】
本発明における高屈折率層４ａを形成する材料としては、金属酸化物〔酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化セレン、酸化トリウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等〕等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。これらの中で、特に酸化チタン、ＩＴＯ、酸化ニオブ、酸化ジルコニウムは透明高屈折率材料として、本発明に適している。この高屈折率層４ａは、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（真空蒸着法、反応性蒸着法、イオンビームアシスト法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等）、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の公知の方法により形成される。
【００１８】
また、防汚剤添加低屈折率層４ｂを形成する材料としては、防汚性を有する樹脂もしくは化合物が添加されている低屈折率材料で有ればいかなるものでも良い。
例えば、有機珪素化合物、若しくはこの有機珪素化合物の重合体のいずれかからなる組成物に、防汚性を有するフッ素含有有機珪素化合物、もしくはこのフッ素含有有機珪素化合物の重合体のいずれかからなる組成物を添加する。
【００１９】
例えば、有機珪素化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、ビニル基含有珪素化合物〔ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等〕、アミノ基含有珪素化合物〔Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン等〕、エポキシ基含有珪素化合物〔３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等〕、クロル基含有珪素化合物〔３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン等〕、メタクリロキシ基含有珪素化合物〔３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等〕、アクリロキシ基含有珪素化合物〔３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン等〕、イソシアナート基含有珪素化合物〔３−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン等〕等が例示でき、それらを単独に、あるいは２種類以上併せて用いてもよい。
【００２０】
また、防汚性を有するフッ素含有有機珪素化合物としては、ＣＦ３（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、ＣＦ３ＣＦ２（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、ＣＦ３（ＣＦ２）２（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、ＣＦ３（ＣＦ２）３（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、ＣＦ３（ＣＦ２）４（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、ＣＦ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、ＣＦ３（ＣＦ２）６（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、ＣＦ３（ＣＦ２）８（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、ＣＦ３（ＣＦ２）９（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、ＣＦ３（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、ＣＦ３ＣＦ２（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、ＣＦ３（ＣＦ２）２（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、ＣＦ３（ＣＦ２）３（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、ＣＦ３（ＣＦ２）４（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、ＣＦ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、ＣＦ３（ＣＦ２）６（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、ＣＦ３（ＣＦ２）８（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、ＣＦ３（ＣＦ２）９（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３等が例示でき、それらを単独に、あるいは２種類以上併せて用いてもよい。
【００２１】
上記の有機珪素化合物を用いた重合体と、防汚性を有するフッ素含有有機珪素化合物を用いた重合体を用いて共重合体を作製する方法は限定されないが、加水分解によって作製する場合の触媒としては、塩酸、蓚酸、硝酸、酢酸、フッ酸、ギ酸、リン酸、蓚酸、アンモニア、アルミニウムアセトナート、ジブチルスズラウレート、オクチル酸スズ化合物、メタンスルホン酸、トリクロロメタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、トリフロロ酢酸等が例示でき、それらを単独に、或いは２種類以上併せて用いてもよい。
【００２２】
上記の有機珪素化合物、もしくはこの有機珪素化合物の重合体のいずれかからなる組成物に、防汚性を有するフッ素含有有機珪素化合物、もしくはこのフッ素含有有機珪素化合物の重合体のいずれかからなる組成物を添加する。
【００２３】
上記の低屈折率材料は、通常、揮発性溶媒に希釈して塗布される。希釈溶媒として用いられるものは、特に限定されないが、組成物の安定性、下地に対する濡れ性、揮発性などを考慮して、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、２−メトキシエタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール等のグリコール類、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール等のグリコールエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、Ｎ−メチ
ルピロリドン、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。また、溶媒は１種類のみならず２種類以上の混合物として用いることも可能である。
【００２４】
本発明における低屈折率層は、前記低屈折率材料を、ウェットコーティング法（ディップコーティング法、スピンコーティング法、フローコーティング法、スプレーコーティング法、ロールコーティング法、グラビアロールコーティング法、エアドクターコーティング法、プレードコーティング法、ワイヤードクターコーティング法、ナイフコーティング法、リバースコーティング法、トランスファロールコーティング法、マイクログラビアコーティング法、キスコーティング法、キャストコーティング法、スロットオリフィスコーティング法、カレンダーコーティング法、ダイコーティング法等）等の公知の塗工方法によって形成される。
【００２５】
塗工後、加熱乾燥により塗膜中の溶媒を揮発させ、その後、加熱、加湿、紫外線照射、電子線照射等を行い塗膜を硬化させる。
また、この低屈折率層の厚さ（ｄ）は、低屈折率層の屈折率をｎとすると、ｎｄ＝λ／４であることが好ましい。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
透明プラスチックフィルム基材２のＴＡＣフィルム（厚さ：８０μｍ）上に、多官能アクリルモノマーであるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートからなるハードコートコーティング剤をマイクログラビア法により膜厚５ｎｍで塗布し、ハードコート層３を形成した。
高屈折率層４ａを形成する材料として、ＴｉＯ２を使用した。成膜方法は、プラズマアシストＥＢ蒸着方を採用した。膜厚は、光学式膜厚モニターにより監視し、目的光量に達したときに成膜をとめ、所定の光学膜厚（ｎｄ：２３ｎｍ，ｎ：２．３０）を得た。
【００２７】
Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４を９５ｍｏｌ％、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）を５ｍｏｌ％で混合し、１．０Ｎ−ＨＣｌを触媒に用いた低屈折率材料を作製し、マイクログラビア法を用いてコーティング溶液を膜厚１００ｎｍで塗布し、１２０℃で１分間乾燥を行うことにより、低屈折率層を形成した。
【００２８】
上記で得られた反射防止フィルムについて評価した結果を以下に示す。
まず、分光光度計（日立製作所製Ｕ４０００）により反射防止フィルムの反射率を測定したところ、その平均反射率は、０．８％となり良好な反射防止性能が得られたことがわかった。
【００２９】
つぎに、接触角計〔ＣＡ−Ｘ型：協和界面科学（株）製〕を用いて、反射防止フィルム表面の純水接触角を測定したところ、１０５°となり、高い撥水性を示した。反射防止フィルム表面に付着させた油性ペンをセルロース製不織布〔ベンコットＭ−３：旭化成（株）製〕で拭き取り、その取れ易さを目視判定で行ったところ、油性ペンを完全に拭き取ることができた。また、反射防止フィルム表面に付着させた指紋をセルロース製不織布〔ベンコットＭ−３：旭化成（株）製〕で拭き取り、その取れ易さを目視判定で行ったところ、指紋を完全に拭き取ることができた。以上のように、本発明の反射防止フィルムは優れた防汚性能を有していることがわかった。
最後に、反射防止フィルム表面をスチールウール〔ボンスター♯００００：日本スチールウール（株）製〕により２５０ｇ／ｃｍ２で２０回擦り、傷の有無を目視判定で行った結果、傷は認められなかった。また、反射防止フィルム表面を、３Ｈの鉛筆（三菱鉛筆製）で５００ｇ荷重にて引っ掻き試験をしたところ、傷は認められなかった。さらに、反射防止フィルム表面を１ｍｍ角１００点カット後、粘着セロハンテープ（ニチバン製、工業用２４ｍｍ巾）による剥離の有無を目視判定で行ったところ、剥離は観測されなかった。
このように、実施例により得られた本発明の反射防止フィルムは反射防止性能と防汚性能に優れるとともに、機械強度にも優れるものであることがわかった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、最外層となる低屈折率層に防汚性を有する樹脂もしくは化合物を添加させることで、優れた防汚性を有し、かつ光学性能や機械的強度に優れた反射防止フィルムを提供することができる。
本発明の反射防止フィルムは、ディスプレイの表示画面表面に設けられた偏光フィルム、あるいはディスプレイ上に有効に適用されるものである。
【図１】
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